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考点5 化学反应的速率和限度
化学反应速率及影响因素
1．化学反应速率
概念 单位时间内反应物浓度的增加或生成物浓度的减少
表达式 v(A)＝
单位 mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1
计算 表达式 v(A)＝
技巧 根据同一化学反应不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比计算
三段式 设a mol·L－1、b mol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol·L－1为反应物A的转化浓度，nx mol·L－1为反应物B的转化浓度，则： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始浓度 a b 0 0 转化浓度 mx nx px qx 终态浓度 a－mx b－nx px qx
大小比较 换算法 换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小
比较法 比较化学反应速率与化学计量数的比值。 如反应aA＋bBcC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的相对大小，若＞，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大
2．外界条件对化学反应速率影响
规律 提醒
浓度 在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快；减少反应物的浓度，化学反应速率减慢 ①只适用于气体参加或在溶液中进行的化学反应 ②在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响
温度 在其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢 ①对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响 ②不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，降低温度都能减小化学反应速率
压强 在其他条件相同时，增大压强，化学反应速率加快；降低压强，化学反应速率减慢 ①压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的 ②由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率
催化剂 在其他条件相同时，使用催化剂，可以改变化学反应速率 催化剂能同等程度地改变正、逆反应的化学反应速率
固体颗粒的大小 颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快 与固体颗粒的多少无关
其他 光照、搅拌、溶剂、形成原电池 ——
注意
化学反应限度
1．可逆反应的三性
双向性 反应物生成物
两同性 相同条件 正、逆反应同时进行
共存性 反应物、生成物同时存在(即反应物的转化率小于100%)
2．化学平衡状态的六特征
逆 研究对象 适用于可逆反应
等 平衡实质 υ(正)＝v(逆)≠0（正、逆反应速率相等，但不等于零）
动 动态特征 建立平衡后，正、逆反应仍在进行，属于动态平衡，可用同位素示踪原子法证明
定 平衡结果 达平衡后，反应混合物中各组分的百分含量或浓度保持不变（不可理解为相等）
变 平衡移动 化学平衡其存在是有条件的、暂时的，浓度、温度、压强条件变化时平衡会发生改变
同 等效平衡 外界条件同，同一可逆反应从不同方向（正向、逆向、双向）达到的平衡状态相同
3．化学平衡状态的判断
对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)[假设只有A为有色气体]。
①直接判据任何条件下的可逆反应均达到平衡
定 各组分含量、浓度保持不变
等 同一物质 生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)或在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A
不同物质 速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，v正(A)∶v逆(B)＝m∶n
②间接标志变量不变
项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡
混合体系中各 组分的含量 各物质的物质的量或物质的量的分数一定 平衡
各物质的质量或质量分数一定 平衡
各气体的体积或体积分数一定 平衡
A物质断裂的化学键与A物质形成的化学键的物质的量相等 平衡
气体的颜色不变 平衡
温度 在其他条件不变时，体系温度一定时 平衡
体系颜色变化 有色气体的颜色不再改变 平衡
③特殊标志
项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡
压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 平衡
当m＋n＝p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 不一定平衡
总物质的量 当m＋n≠p＋q时，总物质的量一定（其它条件一定） 平衡
当m＋n＝p＋q时，总物质的量一定（其它条件一定） 不一定平衡
体系的密度 密度一定 不一定平衡
4．化学反应条件的控制
目的 促进有利反应 提高反应的转化率，加快反应速率
控制有害反应 减慢反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生
措施 改变化学反应速率 改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等
改变可逆反应进行的限度 改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等
注意
一、单选题
1．速率与限度是研究化学反应的重要视角，下列叙述错误的是( )
A．实验室用H2O2分解制O2，加入MnO2后，反应速率明显加快
B．夏天的食品易霉变，冬天不易发生该现象，说明温度影响了化学反应速率
C．在给定条件下，达到平衡时，可逆反应完成程度达到最大
D．100mL 2mol/L的盐酸跟锌片反应，加入大量的氢氧化钠溶液，反应速率不变
2．利用CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可消除NO2的污染。在1 L的密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4(g)和1.00 mol NO2(g)进行上述反应，测得n(CH4)随时间变化的实验数据如下表。下列说法错误的是( )
实验 温度 n/mol 0 min 10 min 20 min 40 min 50 min
① T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
② T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 x 0.15
A．由实验数据可知，该反应在40 min时已达到平衡状态
B．由实验数据可知温度：T1>T2
C．实验②中，0~10 min内，CH4的反应速率为0.02 mol·L-1·min-1
D．表格中x为0.15
3．在某温度和容积不变的密闭容器中，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示，则下列叙述正确的是( )
A．该反应的化学方程式为A(g)+3B(g) 2C(g)
B．t1s时该反应一定恰好达到平衡状态，该反应已停止
C．恒温恒容条件下充入氩气，使容器压强增大，则反应速率不变
D．t1s时， 反应物A的转化率为25%
4．室温下，下列实验方案能达到探究目的的是( )
选项 探究目的 实验方案
A Na2SO3溶液是否变质 取适量Na2SO3溶液于试管中，加入足量的盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液，观察有无白色沉淀生成
B KI溶液与FeCl3溶液的反应是否是可逆反应 将1 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液和2mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合于试管中，充分振荡，静置，取少量试管中的溶液，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变为红色
C 氧化性：H2O2>Fe3+ 将硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液，观察溶液是否呈棕黄色
D 探究浓度对反应速率的影响 用不同浓度、等体积的H2O2溶液分别与相同浓度、相同体积的Na2SO3溶液反应，观察现象
5．温度T℃下，在容积固定的密闭容器中发生，下列情况一定能说明反应已达到平衡的是( )
①容器内压强不随时间而变化 ②单位时间内，消耗44gCO2同时生成28gCO
③混合气体的密度不随时间而变化 ④混合气体的平均摩尔质量不随时间而变化⑤CaO浓度不变
A．①④⑤ B．①②④ C．②③⑤ D．①②③
6．已知：2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)，现将2molA与2molB混合于2L的密闭容器中，2s后，C平衡时的浓度为0.5mol·L 1，测得v(D)=0.25mol·L 1·s 1，下列推断正确的是( )
A．当2v(B)正=3v(C)逆时反应达到平衡 B．z=1
C．B的转化率为25% D．v(C)=0.2mol·L 1·s 1
7．汽车尾气中产生的反应为：+2(g)，一定条件下，等物质的量的和在恒容密闭容器中发生上述反应，下图曲线a表示该反应在温度T下的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在只改变某一个起始反应条件时(不改变容器体积)的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是( )
A．温度T下，随着反应的进行，混合气体的平均相对分子质量减小
B．温度T下，内的平均反应速率
C．温度T下，和的体积分数相等，表明该反应已达到平衡
D．曲线b对应的条件改变可能是降低温度
8．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在稀盐酸中加入足量的锌粒(假设溶液体积不变)，用排水法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)：
时间t/ 1 2 3 4 5
氢气体积/(标准状况) 105 217 334 410 476
下列说法错误的是( )
A．内，用盐酸的浓度变化表示的平均反应速率为
B．化学反应速率最大时间段为
C．根据以上实验数据可以判定该反应为放热反应
D．反应开始时，若向盐酸中滴加几滴溶液，则时产生氢气的体积(标准状况)
9．用下列实验装置进行相应实验，有关说法正确的是( )
A．装置①可用于制取并收集氨气
B．装置②可用于比较金属X和Zn的金属活动性强弱
C．装置③可用于实验室制备并收集NO2
D．装置④可用于探究浓度对化学反应速率的影响
10．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．50 mL、18.4 mol/L浓硫酸与足量铜加热反应，生成SO2分子的数目为0.46NA
B．1molFe和足量S充分反应转移电子数为2NA
C．常温下，将2.7 g铝片投入足量的浓硝酸中，铝失去的电子数为0.3NA
D．标准状况下，22.4 LN2与足量H2的反应，生成的NH3分子数为2NA
11．一定温度下，在容积为的密闭容器中发生反应：。X的物质的量浓度随时间变化如图。
下列叙述错误的是( )
A．前的平均反应速率为
B．反应达到平衡状态时，X的转化率为60%
C．其他条件保持不变，充入一定量氩气，反应速率增大
D．混合气体密度不变，说明该反应达到平衡状态
12．工业上以CO和H2为原料可以生产甲醇，其化学反应方程式为：下，在2L恒容密闭容器中充入2molCO和4molH2合成CH3OH(g)，测得CO的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示：
下列说法正确的是( )
A．5min时，
B．10分钟时，改变的外界条件可能是加入H2或降温
C．T1℃下，在1L恒容密闭容器中充入2molCO、2molH2和3molCH3OH，此时反应将向右进行
D．某时刻，当体系中气体密度不再改变时，说明该反应已达平衡
13．为探究反应的速率影响因素，某实验小组利用溶液与溶液设计和探究实验如下表：
编号 温度/℃ V(Na2S2O3)/mL V(H2SO4)/mL V(H2O)/mL 出现浑浊时间/s
① 20 10 10 0
② 20 10 5
③ 50 10 10 0
下列说法正确的是( )
A．实验①②作为对比可探究浓度对化学反应速率的影响，则V＝10
B．实验①③作为对比可探究温度对化学反应速率的影响
C．实验③10 s后浑浊不再增多，则前10s内
D．该实验最好应通过测SO2的体积变化来判断反应速率的快慢
14．一定温度下，将2.5 mol A和2.5 mol B加入容积为2 L的恒容密闭容器里，发生如下反应：3A(g)+B(s) xC(g)+2D(g)。经5 s反应达到平衡，在此5 s内C的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1，同时生成1 mol D。下列叙述正确的是( )
A．x=2
B．平衡时容器内气体的压强与起始时容器内气体的压强之比为8∶5
C．恒容条件下通入Ar，压强增大，则化学反应速率不变
D．反应达到平衡状态时，B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
15．室温下进行下列实验，根据实验操作和现象所得到的结论不正确的是( )
选项 实验操作和现象 实验目的或结论
A 向PbO2中滴加浓盐酸，出现黄绿色气体 PbO2具有氧化性
B 向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X，出现白色沉淀 气体X一定具有氧化性
C 向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，加入5mL 5mol·L-1盐酸，用手触摸试管的外壁，试管温度升高 镁与盐酸的反应属于放热反应
D 取5mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，向其中滴加1mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，充分反应后，静置取上层清液滴加KSCN溶液，溶液变成红色，再滴加淀粉溶液后变蓝色 FeCl3与KI的反应属于可逆反应
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题
16．Ⅰ．某学习小组进行浓硫酸对蔗糖的脱水实验，为了验证蔗糖与浓硫酸反应生成的气态产物，同学们设计了如图装置：
(1)图1的A选用图2中的 (填编号)。
(2)图1的B装置所装试剂是 ；D装置中试剂的作用是 。
(3)图1的A装置中使蔗糖体积膨胀的化学方程式为 。
Ⅱ．某小组利用H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究外界条件对化学反应速率的影响。实验时通过测定酸性KMnO4溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。
实验编号 L酸性溶液的体积/mL 溶液的体积/mL 的体积/mL 实验温度/℃ 溶液褪色所需时间/min
① 10 35 25
② 10 10 30 25
③ 10 10 50
(4)表中V1=
(5)H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应的离子方程式为 。
(6)实验③测得KMnO4溶液的褪色时间为2min，忽略混合前后溶液体积的微小变化。这段时间内平均反应速率v(H2C2O4)= 。
17． 具有强氧化性，可作氧化剂和漂白剂，被广泛用于蓄电池工业。
的制备原理为 实验装置如图所示：
(1)仪器a的名称是 ，试剂X是 。
(2)支管b的作用是 ，烘干产品时，用红外灯低温烘干，可能的原因是 。
能氧化 Mn2+，反应后溶液变为紫红色，还原产物为。某小组设计实验探究影响反应速率的外界因素，实验方案如下：
序号 0.1mol/L MnSO4溶液/mL 0.1mol/L(NH4) 2S2O8溶液/mL 水/mL 温度/℃ 加入 Ag2SO4/g 溶液开始变紫红色所用时间/min
① 10.00 25.00 0 30 0 t1
② 10.00 20.00 V 30 0 t2
③ 10.00 25.00 0 30 1.00 t3
④ 10.00 25.00 0 40 0 t4
⑤ 10.00 15.00 10.00 35 0 t5
(3)写出MnSO4和(NH4) 2S2O8溶液反应的离子方程式： 。
(4)V= 。
(5)实验测得： t3(6)实验测得：t1>t4，由此可得出的实验结论是 。
(7)定量探究 的反应速率与反应物浓度的关系。
查阅资料：该反应速率与 和c(I )的关系为 k为常数。
实验任务：测定不同浓度下的反应速率确定m、n的值。测得浓度与速率关系如下：
实验 c()/ mol·L-1 c(I )/ mol·L-1 v/ mol·L-1. s-1
a 0.038 0.060 1.4×10-5
b 0.076 0.060 2.8×10-5
c 0.076 0.030 1.4×10-5
根据实验数据确定m、n的值。其中 n= 。
18．氨的合成对国民经济发展有着重要的意义。根据要求，回答下列问题：
I．氨气可用于工业脱硝(NO)，脱硝反应为：
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1632.5kJ·mol-1
已知：反应①：4NH3(g)+5O2 (g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-905.5kJ·mol-1
反应②：ΔH2
(1)由反应①和脱硝反应可知反应②的 。
Ⅱ．目前合成氨技术原理为：
(2)一定温度下，在固定体积的容器中充入等物质的量的N2和H2发生上述反应，下列描述中不一定说明该反应已达平衡的是 。
A．容器内气体的平均摩尔质量保持不变 B．
C．容器中气体的压强保持不变 D．N2的物质的量分数保持不变
E．气体的密度不变 F．断开3molH-H键的同时形成6molN-H键
(3)673K、30MPa下，向容积为2.0L的恒容密闭容器中充入0.80molN2和2.40molH2、反应3min达到平衡时，NH3的体积分数为60%。该条件下反应：的平衡常数K= (用分数表示即可)；若达平衡后再向该容器中充入0.20molH2和0.40molNH3，该平衡将 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动`)。
(4)某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始时氢气的物质的量对合成NH3反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示起始时H 物质的量)。由图可知，a、b、c三点中， 点时H2的转化率最大。图中T1和T2的关系：T1 T2(填>或<)。
19．H2、CO、CH4等都是重要的能源，也是重要的化工原料。
(1)已知破坏1mol化学键需要的能量如下表所示：
化学键 H-H O=O O-H 键能：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量
键能(kJ/mol) 436 496 463
1molH2在空气中燃烧生成1molH2O(g) (填“吸收”或“释放”)热量 kJ。
(2)在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1molCO和5molH2，一定温度下发生反应：。测得CO和H2的转化率随时间变化如图所示。
①0-6min，CO的平均反应速率为 ；6min末，H2的转化率为 。
②下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是 。
a．单位时间内断裂2个C-H键同时生成1个H-O键
b．混合气体的总压强保持不变
c．混合气体中CH4的体积分数保持不变
d．混合气体的平均摩尔质量保持不变
e．混合气体的密度保持不变
③以下操作会使该反应的逆反应速率加快的是 。
A．向容器中通入氦气 B．升高温度 C．扩大容器容积
D．向容器中通入H2 E．使用合适催化剂 F．分离出H2O(g)
(3)甲烷燃料电池装置如图所示，通入CH4一端电极反应方程式为： ；工作一段时间后，b极附近的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
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考点5 化学反应的速率和限度
化学反应速率及影响因素
1．化学反应速率
概念 单位时间内反应物浓度的增加或生成物浓度的减少
表达式 v(A)＝
单位 mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1
计算 表达式 v(A)＝
技巧 根据同一化学反应不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比计算
三段式 设a mol·L－1、b mol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol·L－1为反应物A的转化浓度，nx mol·L－1为反应物B的转化浓度，则： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始浓度 a b 0 0 转化浓度 mx nx px qx 终态浓度 a－mx b－nx px qx
大小比较 换算法 换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小
比较法 比较化学反应速率与化学计量数的比值。 如反应aA＋bBcC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的相对大小，若＞，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大
2．外界条件对化学反应速率影响
规律 提醒
浓度 在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快；减少反应物的浓度，化学反应速率减慢 ①只适用于气体参加或在溶液中进行的化学反应 ②在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响
温度 在其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢 ①对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响 ②不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，降低温度都能减小化学反应速率
压强 在其他条件相同时，增大压强，化学反应速率加快；降低压强，化学反应速率减慢 ①压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的 ②由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率
催化剂 在其他条件相同时，使用催化剂，可以改变化学反应速率 催化剂能同等程度地改变正、逆反应的化学反应速率
固体颗粒的大小 颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快 与固体颗粒的多少无关
其他 光照、搅拌、溶剂、形成原电池 ——
注意
化学反应限度
1．可逆反应的三性
双向性 反应物生成物
两同性 相同条件 正、逆反应同时进行
共存性 反应物、生成物同时存在(即反应物的转化率小于100%)
2．化学平衡状态的六特征
逆 研究对象 适用于可逆反应
等 平衡实质 υ(正)＝v(逆)≠0（正、逆反应速率相等，但不等于零）
动 动态特征 建立平衡后，正、逆反应仍在进行，属于动态平衡，可用同位素示踪原子法证明
定 平衡结果 达平衡后，反应混合物中各组分的百分含量或浓度保持不变（不可理解为相等）
变 平衡移动 化学平衡其存在是有条件的、暂时的，浓度、温度、压强条件变化时平衡会发生改变
同 等效平衡 外界条件同，同一可逆反应从不同方向（正向、逆向、双向）达到的平衡状态相同
3．化学平衡状态的判断
对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)[假设只有A为有色气体]。
①直接判据任何条件下的可逆反应均达到平衡
定 各组分含量、浓度保持不变
等 同一物质 生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)或在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A
不同物质 速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，v正(A)∶v逆(B)＝m∶n
②间接标志变量不变
项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡
混合体系中各 组分的含量 各物质的物质的量或物质的量的分数一定 平衡
各物质的质量或质量分数一定 平衡
各气体的体积或体积分数一定 平衡
A物质断裂的化学键与A物质形成的化学键的物质的量相等 平衡
气体的颜色不变 平衡
温度 在其他条件不变时，体系温度一定时 平衡
体系颜色变化 有色气体的颜色不再改变 平衡
③特殊标志
项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡
压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 平衡
当m＋n＝p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 不一定平衡
总物质的量 当m＋n≠p＋q时，总物质的量一定（其它条件一定） 平衡
当m＋n＝p＋q时，总物质的量一定（其它条件一定） 不一定平衡
体系的密度 密度一定 不一定平衡
4．化学反应条件的控制
目的 促进有利反应 提高反应的转化率，加快反应速率
控制有害反应 减慢反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生
措施 改变化学反应速率 改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等
改变可逆反应进行的限度 改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等
注意
一、单选题
1．速率与限度是研究化学反应的重要视角，下列叙述错误的是( )
A．实验室用H2O2分解制O2，加入MnO2后，反应速率明显加快
B．夏天的食品易霉变，冬天不易发生该现象，说明温度影响了化学反应速率
C．在给定条件下，达到平衡时，可逆反应完成程度达到最大
D．100mL 2mol/L的盐酸跟锌片反应，加入大量的氢氧化钠溶液，反应速率不变
【答案】D
【详解】A．MnO2可作催化剂，催化分解H2O2制O2，A正确；
B．温度降低，可降低反应速率，延缓食物变质，B正确；
C．对于可逆反应，达到化学平衡，说明反应完成程度已达到最大，C正确；
D．加入大量的氢氧化钠溶液，氢离子浓度减小，反应速率减小，D错误；
答案选D。
2．利用CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可消除NO2的污染。在1 L的密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4(g)和1.00 mol NO2(g)进行上述反应，测得n(CH4)随时间变化的实验数据如下表。下列说法错误的是( )
实验 温度 n/mol 0 min 10 min 20 min 40 min 50 min
① T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
② T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 x 0.15
A．由实验数据可知，该反应在40 min时已达到平衡状态
B．由实验数据可知温度：T1>T2
C．实验②中，0~10 min内，CH4的反应速率为0.02 mol·L-1·min-1
D．表格中x为0.15
【答案】B
【详解】A．根据表格数据可知：从0～10 min，△n(CH4)在温度为T2时比温度为T1时大，说明后者的反应速率快，由表格数据可知实验①在40 min时已经达到平衡状态，则实验②达到平衡所需时间小于40 min，故在40 min时，实验②中反应已达平衡状态，所以该反应在40 min时已达到平衡状态，A正确；
B．根据表格数据可知：从0～10 min，△n(CH4)在温度为T2时比温度为T1时大，说明后者的反应速率快，由于其它外界条件相同，温度越高，反应速率越快，因此说明温度：T2＞T1，B错误；
C．实验②中，0～10 min内，△n(CH4)=0.50mol-0.30mol=0.20mol，容器的容积是1 L，所以v(CH4)= ，C正确；
D．由A可知，该反应在40 min时已达到平衡状态，n(CH4)和50min时相同，即x为0.15，D正确；
故选B。
3．在某温度和容积不变的密闭容器中，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示，则下列叙述正确的是( )
A．该反应的化学方程式为A(g)+3B(g) 2C(g)
B．t1s时该反应一定恰好达到平衡状态，该反应已停止
C．恒温恒容条件下充入氩气，使容器压强增大，则反应速率不变
D．t1s时， 反应物A的转化率为25%
【答案】C
【详解】A．，A的浓度减小了0.8mol L-1-0.2mol L-1=0.6mol L-1，B的浓度减小了0.5mol L-1-0.3mol L-1=0.2mol L-1，C的浓度增大了0.4mol L-1-0=0.4mol L-1，根据改变量之比等于化学计量系数比，该反应的化学方程式为，A错误；
B．时，反应达到平衡状态，正、逆反应速率相等，但反应并没有停止，该反应是动态平衡，B错误；
C．恒温恒容条件下充入氩气，使容器压强增大，但是反应物和产物浓度不变，则反应速率不变，C正确；
D．由图可知，t1s时， 反应物A的转化率，D错误；
故选C。
4．室温下，下列实验方案能达到探究目的的是( )
选项 探究目的 实验方案
A Na2SO3溶液是否变质 取适量Na2SO3溶液于试管中，加入足量的盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液，观察有无白色沉淀生成
B KI溶液与FeCl3溶液的反应是否是可逆反应 将1 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液和2mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合于试管中，充分振荡，静置，取少量试管中的溶液，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变为红色
C 氧化性：H2O2>Fe3+ 将硫酸酸化的H2O2滴入Fe(NO3)2溶液，观察溶液是否呈棕黄色
D 探究浓度对反应速率的影响 用不同浓度、等体积的H2O2溶液分别与相同浓度、相同体积的Na2SO3溶液反应，观察现象
【答案】A
【详解】A．若Na2SO3溶液变质，会生成Na2SO4，加入足量的盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成，若Na2SO3溶液没有变质，则无白色沉淀生成，A正确；
B．FeCl3溶液过量，滴加KSCN溶液后，溶液一定显红色；应该让KI溶液过量，再滴加KSCN溶液，再观察溶液是否变为红色来判断FeCl3和KI反应是否是可逆反应， B错误；
C．硝酸根在酸性环境下具有强氧化性，可能为硝酸将亚铁离子氧化，故不能得出氧化性：H2O2>Fe3+，C错误；
D．H2O2溶液与Na2SO3溶液反应时无明显现象，无法通过观察现象来探究浓度对化学反应速率的影响，D错误；
故选A。
5．温度T℃下，在容积固定的密闭容器中发生，下列情况一定能说明反应已达到平衡的是( )
①容器内压强不随时间而变化 ②单位时间内，消耗44gCO2同时生成28gCO
③混合气体的密度不随时间而变化 ④混合气体的平均摩尔质量不随时间而变化⑤CaO浓度不变
A．①④⑤ B．①②④ C．②③⑤ D．①②③
【答案】D
【详解】①该反应为分子数增大的反应，恒温恒容时，容器内压强为一个变化量，当容器内压强不随时间而变化时，能说明反应已达到平衡，①符合题意；
②CO2和CO均为生成物，消耗CO2代表逆反应速率，生成CO代表正反应速率，两者计量系数相同，所以单位时间内，消耗44gCO2(即1mol)同时生成28gCO(即1mol)时，正、逆反应速率相等，能说明反应已达到平衡，②符合题意；
③由反应式可知，混合气体的质量会发生改变，容器容积不变，则混合气体的密度为变量，所以当混合气体的密度不随时间而变化时，能说明反应已达到平衡，③符合题意；
④生成物只有CO和CO2为气体，且两者计量系数相同，则混合气体平均摩尔质量始终不变，所以混合气体的平均摩尔质量不随时间而变化，不能说明反应已达到平衡，④不符合题意；
⑤CaO是固体，其浓度恒定不变，则CaO浓度不变，不能说明反应已达到平衡，⑤不符合题意；
综上，一定能说明反应已达到平衡的是①②③，故选D。
6．已知：2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)，现将2molA与2molB混合于2L的密闭容器中，2s后，C平衡时的浓度为0.5mol·L 1，测得v(D)=0.25mol·L 1·s 1，下列推断正确的是( )
A．当2v(B)正=3v(C)逆时反应达到平衡 B．z=1
C．B的转化率为25% D．v(C)=0.2mol·L 1·s 1
【答案】A
【分析】
【详解】A．2v(B)正=3v(C)逆时即v(B)正=v(B)逆，反应达到平衡，故A正确；
B．v(D)=0.25mol/(L·s)，则z=2，故B错误；
C．B的转化率为75%，故C错误；
D．v(C)=0.25mol/(L·s)，故D错误；
选A。
7．汽车尾气中产生的反应为：，一定条件下，等物质的量的和在恒容密闭容器中发生上述反应，下图曲线a表示该反应在温度T下的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在只改变某一个起始反应条件时(不改变容器体积)的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是( )
A．温度T下，随着反应的进行，混合气体的平均相对分子质量减小
B．温度T下，内的平均反应速率
C．温度T下，和的体积分数相等，表明该反应已达到平衡
D．曲线b对应的条件改变可能是降低温度
【答案】B
【详解】A．由反应可知反应前后气体总质量和总物质的量均不改变，则混合气体的平均相对分子质量保持恒定不变，故A错误；
B．由图可知内的浓度变化量为：，的平均反应速率，故B正确；
C．和的起始物质的量相等，且反应过程中按照1：1反应，则两者的体积分数始终相等，不能据此判断平衡状态，故C错误；
D．由斜率可知曲线b对应的反应速率更大，而降温使速率降低，故曲线b不可能是降低温度，故D错误；
故选：B。
8．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在稀盐酸中加入足量的锌粒(假设溶液体积不变)，用排水法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)：
时间t/ 1 2 3 4 5
氢气体积/(标准状况) 105 217 334 410 476
下列说法错误的是( )
A．内，用盐酸的浓度变化表示的平均反应速率为
B．化学反应速率最大时间段为
C．根据以上实验数据可以判定该反应为放热反应
D．反应开始时，若向盐酸中滴加几滴溶液，则时产生氢气的体积(标准状况)
【答案】B
【详解】A．1～2min内生成氢气的体积为217mL－105mL=112mL，物质的量是0.005mol，消耗氯化氢是0.01mol，盐酸的浓度是0.01mol÷0.4L=0.025mol/L，因此用盐酸的浓度变化表示的平均反应速率为，A正确；
B．根据表中数据可知0～1、1～2、2～3、3～4、4～5生成氢气分别是105mL、112 mL、117mL、76mL、66mL，所以化学反应速率最大时间段为，B错误；
C．随着反应的进行反应速率先增大后减小，而盐酸的浓度一直是减小的，所以反应速率增大只能是温度升高，这说明该反应为放热反应，C正确；
D．反应开始时，向盐酸中滴加少量的硫酸铜溶液，锌置换出铜，构成原电池加快反应速率，因此相同时间内产生氢气的体积比未加溶液时（334mL）大，D正确；
故答案选B。
9．用下列实验装置进行相应实验，有关说法正确的是( )
A．装置①可用于制取并收集氨气
B．装置②可用于比较金属X和Zn的金属活动性强弱
C．装置③可用于实验室制备并收集NO2
D．装置④可用于探究浓度对化学反应速率的影响
【答案】B
【详解】A．装置①将浓氨水加到生石灰中可以快速的制取氨气；因氯化钙与氨气反应，不能用氯化钙干燥氨气；氨气密度小于空气，收集氨气时导气管应接近试管的底部，A错误；
B．装置②构成原电池，若锌的表面有气泡生产，说明锌是正极，则X的活泼性大于Zn；若X的表面有气泡生产，说明X是正极，则X的活泼性小于Zn；所以可用于比较金属X和Zn的金属活动性强弱， B正确；
C．装置③铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，不能用排水法收集二氧化氮， C错误；
D．装置④，铁常温下遇浓硫酸发生钝化，没有明显的实验现象，不能用于探究浓度对化学反应速率的影响，D错误；
故答案为：B。
10．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．50 mL、18.4 mol/L浓硫酸与足量铜加热反应，生成SO2分子的数目为0.46NA
B．1molFe和足量S充分反应转移电子数为2NA
C．常温下，将2.7 g铝片投入足量的浓硝酸中，铝失去的电子数为0.3NA
D．标准状况下，22.4 LN2与足量H2的反应，生成的NH3分子数为2NA
【答案】B
【详解】A．，，随着反应进行，浓硫酸变稀，稀硫酸与铜不反应，所以生成SO2分子的数目小于0.46NA，A错误；
B．Fe和S反应生成FeS，Fe元素化合价从0价升高到+2价，1molFe和足量S充分反应，转移电子数为2NA，B正确；
C．常温下，铝遇浓硝酸发生钝化，表面形成致密氧化膜，阻止反应进一步进行，铝失去电子数小于0.3NA，C错误；
D．，此反应是可逆反应，标准状况下22.4 LN2（即1mol）与足量H2反应，不能完全转化，生成NH3分子数小于2NA，D错误；
故选B。
11．一定温度下，在容积为的密闭容器中发生反应：。X的物质的量浓度随时间变化如图。
下列叙述错误的是( )
A．前的平均反应速率为
B．反应达到平衡状态时，X的转化率为60%
C．其他条件保持不变，充入一定量氩气，反应速率增大
D．混合气体密度不变，说明该反应达到平衡状态
【答案】C
【详解】A．前5min X的平均反应速率为， 同一化学反应用不同物质表达的速率之比等于化学计量数之比，M的平均反应速率为：，A正确；
B．反应达到平衡状态时，X的转化率为，B正确；
C．在容积为的密闭容器中发生反应：，其他条件保持不变，充入一定量氩气，X、M、N的浓度不变，反应速率不变，C错误；
D．混合气体密度，该反应过程中气体总V不变，总质量m增大，密度增大，当密度不再变化时，该反应达到平衡状态，D正确；
故选C。
12．工业上以CO和H2为原料可以生产甲醇，其化学反应方程式为：下，在2L恒容密闭容器中充入2molCO和4molH2合成CH3OH(g)，测得CO的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示：
下列说法正确的是( )
A．5min时，
B．10分钟时，改变的外界条件可能是加入H2或降温
C．T1℃下，在1L恒容密闭容器中充入2molCO、2molH2和3molCH3OH，此时反应将向右进行
D．某时刻，当体系中气体密度不再改变时，说明该反应已达平衡
【答案】C
【分析】5min时，反应达到平衡状态，列出反应的三段式可得：，，据此解答。
【详解】A．化学反应速率表示的是一段时间内的平均速率，不能表示某时刻的瞬时速率，0~5min时，，A错误；
B．10分钟时，改变条件的瞬间CO的浓度不变，随后降低，说明平衡正向移动，且10-12min速率快于0-5min(看斜率)，则不可能是降低温度，改变的条件可以是加入了，B错误；
C．在1L恒容密闭容器中充入，温度不变，则，，反应将向右进行，C正确；
D．该反应中各物质均为气体，恒容的条件下，气体总质量、总体积均为定值，则密度为定值，气体密度不再改变，不能说明该反应已达平衡，D错误；
故选C。
13．为探究反应的速率影响因素，某实验小组利用溶液与溶液设计和探究实验如下表：
编号 温度/℃ V(Na2S2O3)/mL V(H2SO4)/mL V(H2O)/mL 出现浑浊时间/s
① 20 10 10 0
② 20 10 5
③ 50 10 10 0
下列说法正确的是( )
A．实验①②作为对比可探究浓度对化学反应速率的影响，则V＝10
B．实验①③作为对比可探究温度对化学反应速率的影响
C．实验③10 s后浑浊不再增多，则前10s内
D．该实验最好应通过测SO2的体积变化来判断反应速率的快慢
【答案】B
【详解】A．对比实验①②探究浓度对化学反应速率的影响，溶液总体积必须相同，所以，A错误；
B．实验①③中，温度不同，其他条件相同，可探究温度对化学反应速率的影响，故B正确；
C．实验③中，前10s内，故C错误；
D．二氧化硫易溶于水，不能测定SO2的体积变化来表示化学反应速率的快慢，否则误差太大，故D错误；
答案选B。
14．一定温度下，将2.5 mol A和2.5 mol B加入容积为2 L的恒容密闭容器里，发生如下反应：3A(g)+B(s) xC(g)+2D(g)。经5 s反应达到平衡，在此5 s内C的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1，同时生成1 mol D。下列叙述正确的是( )
A．x=2
B．平衡时容器内气体的压强与起始时容器内气体的压强之比为8∶5
C．恒容条件下通入Ar，压强增大，则化学反应速率不变
D．反应达到平衡状态时，B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
【答案】C
【详解】A．5s内生成n(C)=0.2mol L-1 s-1×2L×5s=2mol，同一方程式同一段时间内生成的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，则x：2=2：1，x=4，故A错误；
B．由A可知，x=4，经5 s反应达到平衡，在此5s内生成n(C)=2mol，同时生成1 mol D，则A的物质的量为2.5mol-1mol×=1mol，则达到平衡状态时混合气体总物质的量=(1+2+1)mol=4mol，恒温恒容条件下气体压强之比等于气体物质的量之比，则反应达到平衡状态时，相同条件下容器内气体的压强与起始时压强比=4mol：2.5mol=8：5，该选项中未说明温度是否相同，故B错误；
C．恒容条件下通入Ar，压强增大，A、C、D的浓度均不变，则化学反应速率不变，故C正确；
D．B是固体，不能用单位时间内浓度的变化量表示其含有速率，故D错误；
故选C。
15．室温下进行下列实验，根据实验操作和现象所得到的结论不正确的是( )
选项 实验操作和现象 实验目的或结论
A 向PbO2中滴加浓盐酸，出现黄绿色气体 PbO2具有氧化性
B 向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X，出现白色沉淀 气体X一定具有氧化性
C 向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，加入5mL 5mol·L-1盐酸，用手触摸试管的外壁，试管温度升高 镁与盐酸的反应属于放热反应
D 取5mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，向其中滴加1mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，充分反应后，静置取上层清液滴加KSCN溶液，溶液变成红色，再滴加淀粉溶液后变蓝色 FeCl3与KI的反应属于可逆反应
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【详解】A．向PbO2中滴加浓盐酸，出现黄绿色气体，该气体是Cl2，说明PbO2具有氧化性，可以将HCl氧化为Cl2，A正确；
B．向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X，出现白色沉淀，该白色沉淀可能是BaSO4，也可能是BaSO3沉淀。若沉淀为BaSO4，说明气体X具有强氧化性，若沉淀为BaSO3，则该气体可能是碱性气体，与SO2反应使溶液显碱性，反应产生，与Ba2+反应结合形成BaSO3沉淀，由此说明气体X不一定具有强氧化性，B错误；
C．Mg和稀盐酸的反应为放热反应，导致反应后溶液温度升高，能探究Mg与盐酸反应的热效应，能达到实验目的，C正确；
D．取5 mL 0.1 mol/L KI溶液，向其中滴加1 mL 0.1mol/L溶液，发生反应，氯化铁少量，取上层清液滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，说明反应是可逆反应，能达到实验目的，D正确；
故选B。
二、非选择题
16．Ⅰ．某学习小组进行浓硫酸对蔗糖的脱水实验，为了验证蔗糖与浓硫酸反应生成的气态产物，同学们设计了如图装置：
(1)图1的A选用图2中的 (填编号)。
(2)图1的B装置所装试剂是 ；D装置中试剂的作用是 。
(3)图1的A装置中使蔗糖体积膨胀的化学方程式为 。
Ⅱ．某小组利用H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究外界条件对化学反应速率的影响。实验时通过测定酸性KMnO4溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。
实验编号 L酸性溶液的体积/mL 溶液的体积/mL 的体积/mL 实验温度/℃ 溶液褪色所需时间/min
① 10 35 25
② 10 10 30 25
③ 10 10 50
(4)表中V1=
(5)H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应的离子方程式为 。
(6)实验③测得KMnO4溶液的褪色时间为2min，忽略混合前后溶液体积的微小变化。这段时间内平均反应速率v(H2C2O4)= 。
【答案】(1)Ⅱ
(2) 品红溶液 检验是否被除尽
(3)
(4)5
(5)
(6)0.025
【分析】IA中为蔗糖与浓硫酸反应，反应无需加热，故使用图2中的装置II，产生气体有二氧化硫、二氧化碳，B中用品红溶液检验二氧化硫的漂白性，C中用酸性高锰酸钾验证二氧化硫的还原性，D中用品红溶液检验检验二氧化硫是否被除尽，E中用Ba(OH)2检验二氧化碳。
II实验①、②温度相同，验证草酸溶液浓度的影响；实验②、③草酸溶液浓度相同，验证温度的影响。
【详解】（1）据分析，图1的A选用图2中的装置II。
（2）据分析，图1的B装置所装试剂是品红溶液，检验二氧化硫的漂白性；D中用品红溶液检验检验二氧化硫是否被除尽。
（3）图1的A装置中蔗糖首先被浓硫酸脱水生成碳，然后碳与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫，使体积膨胀，使蔗糖体积膨胀的化学方程式为。
（4）据分析，实验①和实验②是研究温度相同，浓度对化学反应速率的影响，溶液的总体积也应该相同，即均为50mL，分析知道表中V1溶液的体积为50-35-10=5mL。
（5）H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应生成CO2和Mn2+，离子方程式为。
（6）由化学反应方程式关系可知：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，加入的KMnO4的物质的量为0.1mol/L×0.01L=0.001mol，加入的H2C2O4的物质的量为0.005L×0.6mol/L=0.003mol，由5H2C2O4～2KMnO4关系可知H2C2O4过量，所以参加反应的n(H2C2O4)=0.1mol/L×0.01L×5/2=0.0025mol，实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为2min，所以H2C2O4在2min内的平均反应速率为v(H2C2O4)＝0.0025mol÷0.05L÷2min=0.025mol·L-1·min-1。
17． 具有强氧化性，可作氧化剂和漂白剂，被广泛用于蓄电池工业。
的制备原理为 实验装置如图所示：
(1)仪器a的名称是 ，试剂X是 。
(2)支管b的作用是 ，烘干产品时，用红外灯低温烘干，可能的原因是 。
能氧化 Mn2+，反应后溶液变为紫红色，还原产物为。某小组设计实验探究影响反应速率的外界因素，实验方案如下：
序号 0.1mol/L MnSO4溶液/mL 0.1mol/L(NH4) 2S2O8溶液/mL 水/mL 温度/℃ 加入 Ag2SO4/g 溶液开始变紫红色所用时间/min
① 10.00 25.00 0 30 0 t1
② 10.00 20.00 V 30 0 t2
③ 10.00 25.00 0 30 1.00 t3
④ 10.00 25.00 0 40 0 t4
⑤ 10.00 15.00 10.00 35 0 t5
(3)写出MnSO4和(NH4) 2S2O8溶液反应的离子方程式： 。
(4)V= 。
(5)实验测得： t3(6)实验测得：t1>t4，由此可得出的实验结论是 。
(7)定量探究 的反应速率与反应物浓度的关系。
查阅资料：该反应速率与 和c(I )的关系为 k为常数。
实验任务：测定不同浓度下的反应速率确定m、n的值。测得浓度与速率关系如下：
实验 c()/ mol·L-1 c(I )/ mol·L-1 v/ mol·L-1. s-1
a 0.038 0.060 1.4×10-5
b 0.076 0.060 2.8×10-5
c 0.076 0.030 1.4×10-5
根据实验数据确定m、n的值。其中 n= 。
【答案】(1) 分液漏斗 生石灰(或碱石灰或氢氧化钠)
(2) 平衡压强，使浓硫酸能够顺利滴下 产品受热易分解
(3)
(4)5.00
(5)作催化剂(或降低反应活化能等)
(6)其他条件不变，升高温度，反应速率增大
(7)1
【分析】实验Ⅰ：装置A制取氨气，装置B是制备的发生装置，装置C是尾气处理装置；
实验Ⅱ：通过控制变量法探究设计实验探究影响反应速率的外界因素，通过比较各组实验条件的差异，找到对应的变量，同时比较所用时间，可以得出相应的结论；
【详解】（1）仪器a的名称是分液漏斗；浓氨水受热产生氨气，固体X遇氨水产生氨气，可以选用生石灰(或碱石灰或氢氧化钠)等；
（2）支管b的作用是平衡压强，使浓硫酸能够顺利滴下；属于铵盐，受热易分解，所以采用红外灯低温烘干；
（3）反应后溶液变为紫红色，则产物有高锰酸根离子，且过二硫酸铵有强氧化性，还原产物为硫酸根，故根据氧化还原反应配平得：5+2Mn2++8H2O=10+2+16H+；
（4）根据控制变量法设计实验，各组实验液体总体积相等(35mL)，故求得V=5.00；
（5）硫酸银加快反应速率，其作用可能是作催化剂，降低了反应活化能；
（6）实验①和④仅改变温度，实验④温度更高，时间更短，说明其他条件不变，升高温度，变色时间缩短，反应速率加快；
（7）将表中数据代入公式，可得出以下三个等式：
ⅰ. =
ⅱ. =
ⅲ. =
将ⅱ÷ⅰ得，m=1，将ii÷ⅲ得，n=1。
18．氨的合成对国民经济发展有着重要的意义。根据要求，回答下列问题：
I．氨气可用于工业脱硝(NO)，脱硝反应为：
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1632.5kJ·mol-1
已知：反应①：4NH3(g)+5O2 (g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-905.5kJ·mol-1
反应②：ΔH2
(1)由反应①和脱硝反应可知反应②的 。
Ⅱ．目前合成氨技术原理为：
(2)一定温度下，在固定体积的容器中充入等物质的量的N2和H2发生上述反应，下列描述中不一定说明该反应已达平衡的是 。
A．容器内气体的平均摩尔质量保持不变 B．
C．容器中气体的压强保持不变 D．N2的物质的量分数保持不变
E．气体的密度不变 F．断开3molH-H键的同时形成6molN-H键
(3)673K、30MPa下，向容积为2.0L的恒容密闭容器中充入0.80molN2和2.40molH2、反应3min达到平衡时，NH3的体积分数为60%。该条件下反应：的平衡常数K= (用分数表示即可)；若达平衡后再向该容器中充入0.20molH2和0.40molNH3，该平衡将 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动`)。
(4)某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始时氢气的物质的量对合成NH3反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示起始时H 物质的量)。由图可知，a、b、c三点中， 点时H2的转化率最大。图中T1和T2的关系：T1 T2(填>或<)。
【答案】(1)-1269
(2)BEF
(3) 正向移动
(4) a >
【详解】（1）根据盖斯定律，(反应①+脱硝反应)可得反应②，=-1269；
（2）A．根据，该反应为非等体积反应，容器内气体的平均摩尔质量为变量，其保持不变，说明该反应已达平衡，A不符合题意；
B．，只表示正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，不能说明该反应已达平衡，B符合题意；
C．该反应为非等体积反应，容器中气体的压强保持不变，说明该反应已达平衡，C不符合题意；
D．N2的物质的量分数保持不变，说明该反应已达平衡，D不符合题意；
E．根据，气体密度为定值，气体的密度不变，不能说明该反应已达平衡，E符合题意；
F．断开3molH-H键的同时形成6molN-H键均代表正反应，不能说明该反应已达平衡，F符合题意；
故选BEF；
（3）根据题中信息，列三段式：，可得：，x=0.3，平衡时，浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.6mol/L，平衡常数K==；若达平衡后再向该容器中充入0.20molH2和0.40molNH3，浓度分别为0.1mol/L、0.4mol/L、0.8mol/L，，该平衡将正向移动；
（4）氮气和氢气反应生成氨气，增加氢气物质的量，氮气转化率升高，氢气自身转化率降低，故a、b、c三点中，a点时H2的转化率最大；该反应为放热反应，起始氢气量相同，降低温度，平衡正向移动，氨气百分含量增大，则T1>T2。
19．H2、CO、CH4等都是重要的能源，也是重要的化工原料。
(1)已知破坏1mol化学键需要的能量如下表所示：
化学键 H-H O=O O-H 键能：气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量
键能(kJ/mol) 436 496 463
1molH2在空气中燃烧生成1molH2O(g) (填“吸收”或“释放”)热量 kJ。
(2)在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1molCO和5molH2，一定温度下发生反应：。测得CO和H2的转化率随时间变化如图所示。
①0-6min，CO的平均反应速率为 ；6min末，H2的转化率为 。
②下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是 。
a．单位时间内断裂2个C-H键同时生成1个H-O键
b．混合气体的总压强保持不变
c．混合气体中CH4的体积分数保持不变
d．混合气体的平均摩尔质量保持不变
e．混合气体的密度保持不变
③以下操作会使该反应的逆反应速率加快的是 。
A．向容器中通入氦气 B．升高温度 C．扩大容器容积
D．向容器中通入H2 E．使用合适催化剂 F．分离出H2O(g)
(3)甲烷燃料电池装置如图所示，通入CH4一端电极反应方程式为： ；工作一段时间后，b极附近的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1) 释放 242
(2) 0.05mol·L-1·min-1 36% abcd BDE
(3) CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O 增大
【详解】（1）方程式为，由已知条件得，生成水放出热量为，1mol氢气完全燃烧，释放出242kJ热量；
（2）①从反应开始到6min，的转化率为60%，转化了0.6mol，平均反应速率；的转化了0.6mol，则H2的转化了1.8mol，H2的转化率为；
②a．单位时间内断裂2个C-H键代表逆反应，同时消耗0.5mol水，生成1个H-O键代表正反应速率，且相等，能说明达到平衡状态，a正确；
b．正向是气体体积减小的反应，混合气体的总压强保持不变，能说明达到平衡状态，b正确；
c．混合气体中CH4的体积分数保持不变，说明其浓度保持不变，说明达到平衡状态，c正确；
d．反应物和生成物的化学计量数之和不相等，所以混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化可以说明反应到达平衡，d正确；
e．反应前后气体总质量不变，容器体积不变，混合气体的密度始终是个定值，不能判断反应到达平衡状态，e错误；
故选abcd；
③A．恒容容器中，向容器中通入氦气，各组分浓度保持不变，不能加快化学反应速率，A错误；
B．升高温度，加快化学反应速率，B正确；
C．扩大容器容积，浓度降低，化学反应速率降低，C错误；
D．向容器中通入H2，反应物浓度增加，化学反应速率加快，D正确；
E．使用合适催化剂，加快化学反应速率，E正确；
F．分离出H2O(g)，浓度降低，化学反应速率降低，F错误；
故选BDE；
（3）a通甲烷为负极，b通氧气为正极，甲烷失电子发生还原反应生成碳酸钾和水，通入CH4一极的电极反应式为CH4+10OH--8e-=+7H2O；b极电极反应：，工作一段时间后，b极附近的pH增大。
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